Химические трубопроводы и клапаны являются неотъемлемой частью химического производства и связующим звеном между различными типами химического оборудования. Как работают 5 наиболее распространённых клапанов в химических трубопроводах? Их основное назначение? Что такое клапаны для химических труб и фитингов? (11 видов труб + 4 типа фитингов + 11 клапанов) Химические трубопроводы – всё это, полное понимание!
3
11 основных клапанов
Устройство, используемое для управления потоком жидкости в трубопроводе, называется клапаном. Его основные функции:
Открывать и закрывать роль — перекрывать или сообщаться с потоком жидкости в трубопроводе;
Регулировка – для регулирования расхода жидкости в трубопроводе, расхода;
Дросселирование — поток жидкости через клапан, приводящий к значительному падению давления.
Классификация:
В зависимости от роли, которую играет клапан в трубопроводе, его можно разделить на отсечные клапаны (также известные как шаровые клапаны), дроссельные клапаны, обратные клапаны, предохранительные клапаны и т. д.;
По различным конструктивным формам клапаны можно разделить на задвижки, пробковые (часто называемые кокерами), шаровые краны, дисковые затворы, мембранные клапаны, муфельные клапаны и т. д.
Кроме того, в зависимости от материала изготовления клапаны делятся на клапаны из нержавеющей стали, клапаны из литой стали, клапаны из чугуна, пластиковые клапаны, керамические клапаны и так далее.
Различные варианты выбора клапанов можно найти в соответствующих руководствах и примерах, здесь представлены только наиболее распространенные типы клапанов.
①Шаровой клапан
Благодаря простоте конструкции, удобству изготовления и обслуживания, клапан широко применяется в трубопроводах низкого и среднего давления. Он устанавливается на штоке клапана под круглым диском (головкой клапана) и фланцем корпуса клапана (седлом клапана) для перекрытия потока жидкости.
Шток клапана регулируется с помощью резьбового соединения, что играет определённую роль в регулировании. Поскольку запирающее действие клапана зависит от герметичности головки клапана и плоскости седла, он не подходит для использования в трубопроводах, содержащих твердые частицы.
В зависимости от характеристик среды, можно выбрать подходящий материал головки клапана, седла и корпуса. Если клапан поврежден из-за плохого уплотнения или головки, седла и других деталей, можно воспользоваться лёгким ножом, шлифовкой, наплавкой и другими методами ремонта, чтобы продлить срок его службы.
②Запорный клапан
Клапан закрывается одной или двумя плоскими пластинами, расположенными перпендикулярно направлению потока среды, при этом уплотнительная поверхность корпуса клапана обеспечивает его закрытие. Для открытия клапана пластина клапана поднимается.
Плоская пластина с вращающимся штоком и подъемом клапана, с размером отверстия для регулирования потока жидкости. Этот клапан обладает малым сопротивлением, хорошей герметичностью и экономит трудозатраты на переключение, особенно подходит для трубопроводов большого диаметра. Однако конструкция задвижки сложнее, и существует больше типов.
В зависимости от конструкции штока различают клапаны с открытым и темным штоком; в зависимости от конструкции клапанной пластины клапаны делят на клиновые, параллельные и т. д.
Как правило, клиновой клапан состоит из одной пластины, а параллельный клапан – из двух. Параллельный клапан проще в изготовлении, чем клиновой, легко ремонтируется и не подвержен деформации при эксплуатации, но его не следует использовать для транспортировки загрязнений по трубопроводам, а в основном для транспортировки воды, чистого газа, нефти и других жидкостей.
③Плунжерные клапаны
Пробка, обычно называемая «кокер», представляет собой использование корпуса клапана для вставки в центральное отверстие конической пробки с целью открытия и закрытия трубопровода.
В зависимости от типа уплотнения затворы подразделяются на затворы с сальниковым уплотнением, затворы с масляным уплотнением и затворы без уплотнения и т. д. Конструкция затвора проста, имеет небольшие внешние размеры, быстро открывается и закрывается, удобна в эксплуатации, обладает малым гидравлическим сопротивлением, легко устанавливается в трёх- или четырёхходовой распределительный или переключающий клапан.
Уплотнительная поверхность заглушки большая, легко изнашивается, переключение затруднено, регулировка расхода затруднена, но быстрое отключение. Заглушка может использоваться в трубопроводах с низким давлением и температурой, а также в средах, содержащих твердые частицы, но не должна использоваться в трубопроводах с высоким давлением, температурой или паром.
④Дроссельный клапан
Он относится к типу запорных клапанов. Форма головки клапана коническая или обтекаемая, что позволяет лучше контролировать поток регулируемой жидкости, а также дросселировать и регулировать давление. Клапан требует высокой точности изготовления и хорошей герметичности.
В основном используется для контроля приборов или отбора проб, а также для других трубопроводов, но не должен использоваться для измерения вязкости и наличия твердых частиц в трубопроводе.
⑤Шаровой клапан
Шаровой кран, также известный как шаровой центральный кран, — это тип крана, который в последние годы развивается быстрыми темпами. В качестве центра клапана используется шар с отверстием посередине, вращение которого позволяет управлять открытием и закрытием клапана.
Похож на заглушку, но меньше уплотнительной поверхности заглушки, компактная структура, экономит трудозатраты на переключение, гораздо более широко используется, чем заглушка.
Благодаря повышению точности изготовления шаровых кранов, они используются не только в трубопроводах низкого давления, но и в трубопроводах высокого давления. Однако из-за ограничений, связанных с уплотнительным материалом, они не подходят для использования в трубопроводах с высокими температурами.
⑥ Мембранные клапаны
Широко распространены клапаны с резиновой мембраной. Открытие и закрытие такого клапана осуществляется специальной резиновой мембраной, которая зажимается между корпусом клапана и крышкой клапана, а диск под штоком клапана плотно прижимает мембрану к корпусу клапана, обеспечивая герметичность.
Этот клапан отличается простой конструкцией, надежным уплотнением, простотой обслуживания и низким сопротивлением потоку жидкости. Подходит для транспортировки кислых сред и жидкостей с взвешенными частицами, но, как правило, не должен использоваться в трубопроводах с высоким давлением или температурой выше 60 °C, а также для транспортировки органических растворителей и сильных окислителей.
⑦ Обратный клапан
Также известны как обратные клапаны. Они устанавливаются в трубопроводе таким образом, чтобы жидкость могла течь только в одном направлении, исключая обратный поток.
Это разновидность автоматического запорного клапана, в корпусе которого находится клапан или качающаяся пластина. При плавном течении среды жидкость автоматически открывает заслонку клапана; при обратном течении жидкости жидкость (или сила пружины) автоматически закрывает заслонку клапана. В зависимости от конструкции обратные клапаны подразделяются на подъемные и поворотные.
Подъемный обратный клапан имеет заслонку, перпендикулярную движению подъема канала клапана, обычно используется в горизонтальных или вертикальных трубопроводах; поворотный обратный клапан часто называют качающейся пластиной, боковая сторона качающейся пластины соединена с валом, качающаяся пластина может вращаться вокруг вала, поворотный обратный клапан обычно устанавливается в горизонтальном трубопроводе, для небольшого диаметра также может быть установлен в вертикальном трубопроводе, но обратите внимание, что поток не должен быть слишком большим.
Обратный клапан обычно применяется в трубопроводах с чистой средой, содержащей твердые частицы и вязкость. Обратный клапан подъемного типа имеет лучшие показатели закрытия, чем поворотный, но сопротивление потоку у него меньше, чем у подъемного. В целом, поворотный обратный клапан подходит для трубопроводов большого диаметра.
⑧Дроссельный клапан
Поворотный затвор — это поворотный диск (или овальный диск) для управления открытием и закрытием трубопровода. Имеет простую конструкцию и небольшие габариты.
Из-за проблем с уплотнительной конструкцией и материалами эффективность закрытия клапана низкая, он подходит только для регулирования трубопроводов низкого давления и большого диаметра, обычно используется при транспортировке воды, воздуха, газа и других сред по трубопроводу.
⑨ Редукционный клапан
Уменьшить давление среды до определенного значения автоматического клапана, общее давление после клапана должно быть менее 50% от давления перед клапаном, который в основном полагается на диафрагму, пружину, поршень и другие части среды для управления разницей давления между заслонкой клапана и зазором седла клапана для достижения цели снижения давления.
Существует много типов редукционных клапанов, два из которых — поршневые и мембранные.
⑩ подкладочный клапан
Для предотвращения коррозии среды некоторые клапаны необходимо футеровать корпус и головку клапана коррозионно-стойкими материалами (такими как свинец, резина, эмаль и т. д.), при этом футеровочные материалы следует выбирать в соответствии с характером среды.
Для удобства футеровки футерованные клапаны чаще всего изготавливают углового или прямоточного типа.
⑪Предохранительные клапаны
Для обеспечения безопасности химического производства в системе трубопроводов, работающих под давлением, предусмотрено постоянное предохранительное устройство, представляющее собой выбор определенной толщины металлического листа, например, вставка заглушки, устанавливаемой в конце трубопровода или тройника.
При повышении давления в трубопроводе пластина разрывается, обеспечивая сброс давления. Разрывные пластины обычно используются в трубопроводах низкого давления и большого диаметра, но в большинстве химических трубопроводов с предохранительными клапанами используется множество типов предохранительных клапанов, которые можно в целом разделить на две категории: пружинные и рычажные.
Пружинные предохранительные клапаны обеспечивают герметичность, главным образом, за счёт силы пружины. Когда давление в трубопроводе превышает усилие пружины, клапан открывается под действием среды, и жидкость из трубопровода выпускается, что приводит к снижению давления.
Как только давление в трубопроводе падает ниже усилия пружины, клапан снова закрывается. Герметизация предохранительных клапанов рычажного типа в основном осуществляется за счёт силы, действующей на рычаг, принцип действия пружинного клапана. Выбор предохранительного клапана определяется рабочим давлением и рабочей температурой для определения номинального давления. Калибр клапана можно рассчитать, используя соответствующие положения.
Тип конструкции предохранительного клапана и материал клапана следует выбирать в соответствии с характером рабочей среды и условиями эксплуатации. Для обеспечения безопасности необходимо соблюдать особые требования к пусковому давлению, испытаниям и приёмке предохранительного клапана. Регулярная калибровка клапана осуществляется службой безопасности, а также не допускается произвольное изменение его характеристик в процессе эксплуатации.
Время публикации: 01.12.2023